海洋嗜盐古菌生物地理学研究

嗜盐古菌是盐环境的土著类群，驱动着盐域生态系统的生物地球化学循环。我国东、南部沿海广泛分布着丰富的海洋盐环境，目前，这些盐环境中嗜盐古菌生物地理学格局尚不清楚。在前期工作基础上，本项目拟采用激光光镊分拣与单细胞PCR技术、16S rRNA基因文库分析技术和基于小分子有机酸盐的低营养培养技术，研究我国东、南部沿海四大边缘海区代表性的浅海、滩涂和盐田等盐环境嗜盐古菌多样性，比较不同盐环境中嗜盐古菌种群组成与群落结构，结合地理、环境与气候因子，探讨四大边缘海区不同盐环境嗜盐古菌生物地理学格局，揭示不同尺度下盐环境嗜盐古菌多样性分布的驱动因子。项目的立项和实施，不仅能系统阐明我国东、南部沿海嗜盐古菌多样性分布，为我国沿海环境保护与综合利用提供科学依据，而且能进一步丰富微生物生物地理学研究内涵。

嗜盐古菌（Halophilic archaea）是一类高度嗜盐的、好氧或兼性厌氧、化能异养型原核微生物，分类地位属于古菌域（Archaea）、广古菌门（Euryarchaeota）、嗜盐菌纲（Halobacteria）、嗜盐菌目（Halobacteriales）、嗜盐菌科（Halobacteriaceae）。作为盐环境的特有类群，嗜盐古菌驱动着盐环境生态系统的生物地球化学循环，因此成为盐环境保护和利用的重要指示微生物。. 我国东、南部沿海广泛分布着丰富的海洋高盐环境——人工海水盐田，由于沿海各省大力发展经济开发区，许多盐场转产，导致盐田荒废，具有环境、气候、地域特色的高盐环境丧失，其中蕴藏的大量嗜盐古菌资源面临衰败、消亡。为了探究我国地域特色的海洋嗜盐古菌生物地理格局，研究了分布于南海、东海、黄海、渤海沿岸的盐田嗜盐古菌多样性。选择来自辽宁大连水产养殖场的卤水，采用免培养方法和可培养方法探讨该环境中的嗜盐古菌多样性，比较不同多样性研究方法的优缺点。运用基于小分子有机酸盐的低营养培养技术研究所有盐田嗜盐古菌多样性，比较不同盐环境中嗜盐古菌种群组成与群落结构，结合地理、环境、气候特征，探讨四大边缘海区不同盐环境嗜盐古菌生物地理学格局。. 研究结果表明：（1）三种多样性分析方法所揭示的嗜盐古菌多样性存在极大差异，基于小分子有机酸盐的低营养培养法能够更大限度地反映高盐样品中嗜盐古菌多样性；（2）不同海区的盐田嗜盐古菌多样性存在差异，其优势类群也不尽相同，Halorubrum类群是四大海区盐田中的共有优势类群，四个海区的嗜盐古菌优势类群数量次序为黄海海区>东海海区>渤海海区>南海海区；（3）海洋嗜盐古菌存在更为普遍的16S rRNA基因异源性，即便同属的不同物种也存在系统发育关系迥异的16S rRNA基因异源性；（4）嗜盐古菌优势类群的差异趋势与其所处气候带相关，主要集中在亚热带和暖温带交界区，可以归结为环境温度导致嗜盐古菌优势类群的差异。. 在上述研究基础上，分离保藏的1000株嗜盐古菌中存在数十个潜在的新分类单元、数百株具有理论研究价值和应用研究潜力的菌株，为开展嗜盐古菌的基础理论与应用研究储备了种质资源；本研究也能为我国沿海环境保护与综合利用提供科学依据。.